NANOSTAL - Technologie obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej zaawansowanych stali
Grupa zajmuje się zagadnieniami kształtowania ich właściwości mechanicznych i użytkowych poprzez dobór składu chemicznego oraz otrzymywanie optymalnej budowy fazowej i mikrostruktury.
Optymalną mikrostrukturę i właściwości osiąga się dzięki projektowaniu innowacyjnych technologii obróbki cieplnej, w tym technologii wytwarzania struktury nanokrystalicznej przy wykorzystaniu przemian fazowych. Prowadzone są badania nad rozwojem technologii hybrydowych łączących obróbki cieplno-chemiczne (nawęglanie, azotowanie i inne) z procesami nanostrukturyzacji stali. Celem tych prac jest wytworzenie twardej i odpornej na pękanie nanokrystalicznej warstwy wierzchniej z gradientowym przejściem do submikronowego, ciągliwego rdzenia. Rozwijane są technologie otrzymywania stali wielofazowych o dużej wytrzymałości i formowalności. Prowadzone są badania kinetyki przemian fazowych w stalach, badania ich mikrostruktury przy wykorzystaniu technik mikroskopii elektronowej (TEM, SEM) i mikroskopii świetlnej oraz badania szerokiego wachlarza właściwości mechanicznych i użytkowych. Badane są procesy degradacji struktury i właściwości stali pod wpływem czynników zewnętrznych: temperatury i naprężeń, środowiska korozyjnego, w tym zjawiska zmęczenia i zużycia ciernego oraz kruchości wodorowej stali. Realizowane w grupie prace i projekty badawcze mają aspekty praktyczne i aplikacyjne: służą opracowaniu innowacyjnych technologii obróbki cieplnej celem wytwarzania elementów stalowych o szczególnych właściwościach mechanicznych i użytkowych.
Tematyki badawcze
- Procesy nanostrukturyzacji stali na drodze przemian fazowych oraz
- Technologie łączące procesy nanostrukturyzacji stali z procesami nawęglania i azotowania powierzchniowego
- Hybrydowe metody inżynierii powierzchni tworzyw metalicznych
- Inżynieria powierzchni nanokrystalicznych stali i odlewniczych stopów żelaza
- Mikroskopia elektronowa
- Badania dylatometryczne przemian fazowych w metalach
- Skalowanie technologii obróbki cieplnej do warunków przemysłowych
- Stale narzędziowe o strukturze nanokrystalicznej
- Nanostruktury gradientowe w stalach nawęglanych
- Stale łożyskowe o strukturze nanokrystalicznej
- Projektowanie obróbki cieplnej odlewniczych stopów żelaza
- Odkształcenia hartownicze w obróbce cieplnej
-
Badania składu fazowego stali metodą magnetyczną
Oferta badawcza
- Badania przemian fazowych metodą dylatometryczną
- Projektowanie konwencjonalnych obróbek cieplnych i cieplno-chemicznych stali (nawęglanie, azotowanie)
- Projektowanie nowoczesnych obróbek cieplnych stali: nanostrukturyzacja bainityczna (NB), obróbka cieplna stali wielofazowych (DP, TRIP, CP), innowacyjne obróbki cieplne: Q&P, B-Q&P, B-Q&T i inne
- Wykonywanie obróbek cieplnych stopów metali
- Obróbki cieplne stali i żeliwa: hartowanie martenzytyczne, ulepszanie cieplne, hartowanie z przystankiem izotermicznym, austempering i inne
- Charakterystyka mikrostruktury przy wykorzystaniu transmisyjnej mikroskopii elektronowej, skaningowej mikroskopii elektronowej i mikroskopii świetlnej
- Analiza składu fazowego
- Badania podstawowych właściwości mechanicznych (twardość, mikrotwardość, udarność, badania wytrzymałościowe)
- Badania odporności na zużycie przez tarcie
- Badania odporności korozyjnej
-
Ekspertyzy materiałowe: określanie przyczyn zniszczeń elementów maszyn i awarii konstrukcji ze stali, żeliwa i stopów metalicznych
Infrastruktura badawcza
- Dylatometr hartowniczy Bähr DIL 805L
- Mikroskop świetlny NIKON Eclipse MA200
- Twardościomierz automatyczny - Zwick/Roell Z2.5
- Twardościomierz Zwick/Roell ZHR
- Młot udarowy Zwick/Roell RKP450
- Tribotester do badań zużycia metodą "kula + tarcza"
- Piec komorowy gazoszczelny - typ FCF-V12PrG
- Piec fluidalny do obróbki cieplnej
- Wysokotemperaturowa wanna hartownicza
- Muflowe i komorowe piece do obróbki cieplnej
- Stanowisko do obróbek cieplnych i cieplno-chemicznych w ultra czystych atmosferach
- Przecinarka precyzyjna ATM Brillant 220
-
Transmisyjny mikroskop elektronowy JEOL 1200EX
Projekt
- Opracowanie innowacyjnej technologii produkcji elementów uzębionych z hybrydowymi warstwami powierzchniowymi o podłożu nanostrukturalnym do zespołów napędowych przenośników przeznaczonych do pracy w ekstremalnych warunkach eksploatacyjnych - Nano4Gears; NCBR, POIR.04.01.04-00-0064/15
-
Opracowanie nowej generacji stali o strukturze nanokrystalicznej z węglikami
Współpraca krajowa
- Patentus S.A., Pszczyna
- Warszawskie Zakłady Mechaniczne "PZL-WUZETEM" S.A., Warszawa
- Mennica Polska S. A., Warszawa
- SECO/WARWICK S.A., Świebodzin
- Koelner Łańcucka Fabryka Śrub Sp. z o.o., Łańcut
- Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa
-
Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom
Współpraca międzynarodowa
- Central Metallurgical Research and Development Institute - CMRDI, Helwan, Kair, Egipt | prof. Adel Nofal
- Spanish National Centre for Metals Research (CENIM), Madryt, Hiszpania | dr Carlos Garcia-Mateo
-
COMTES FHT A.S., Dobrany, Republika Czeska | Daniela Hauserova
Kontakt
dr hab. inż. Wiesław Świątnicki, prof. uczelni
wieslaw.swiatnicki@pw.edu.pl
22 234 81 03, 509 823 432
Zakład Inżynierii Powierzchni